МОРЕ И СУША

Взаимодействие между воздушной и водной средой осуществляется по всей огромной поверхности Мирового океана, в то время как его непосредственные контакты с сушей происходят лишь вдоль сравнительно узкой береговой полосы материков и островов.
   В вечной борьбе этих двух стихий океан выступает как подвижное и активное начало, ведущее наступление по всему фронту, тогда как суша занимает пассивную, оборонительную позицию. 8 результате воздействия прибоя и приливных течений постоянно происходит размывание берегов, формирование пляжей и террас. Размыв берегов, особенно скалистых, идет крайне медленно. Прибой бомбардирует отвесные скалы песком и камнями и в конце концов выдалбливает в них ниши и пещеры. По мере их углубления берег все больше и больше нависает над воой, а затем обрушивается в море, увеличивая количество обломков для дальнейшей бомбардировки скалы.
   В местах действия прибоя скалы, уходящие в воду, обычно имеют причудливые очертания. По берегам Адриатики известно немало пещер и гротов, проникнуть в которые можно только со стороны моря из-под воды. Призрачный свет, проходящий внутрь пещеры через водяной светофильтр, окрашивает там все предметы в голубые тона, лица пловцов кажутся мертвенно бледными. Свежий воздух поступает в такую пещеру в краткие моменты между двумя большими волнами.
   Примером разрушительной деятельности моря может служить маленький островок Гельголанд. В 1079 году площадь острова (измерявшаяся впервые) была равна 900 квадратным километрам. Современный Гельголанд—это, по сути дела, скала, возвышающаяся над морем на 60 метров. Ее площадь равна всего половине квадратного километра. Вокруг острова множество мелей, которые образовались в результате   разрушения   его   берегов   бурным  Северным   морем.
   До начала нашего века море ежегодно отрывало у Гельголанда примерно квадратный километр территории.
   Только крайне важное стратегическое положение острова в системе германской обороны в двух мировых войнах спасло его от окончательного разрушения, так как были приняты самые решительные меры для сохранения этой крепости.
   Мякие илистые и песчаные берега размываются еще быстрее. От выоких глинистых обрывов северовосточной Англии каждый год море отрывает 1—4 метра берега. Со времен римского владычества море продвинулось здесь в глубь суши на 4—5 километров.
   В 1696 году на западе Дании в маленьком городке Аггере построили церковь. Она стояла в 650 метрах от берега, но море постепенно все ближе и ближе подбиралось к ее фундаменту. В 1858 году остатки церкви были поглощены волнами.

ОКЕАН И АТМОСФЕРА

Всей своей поверхностью Мировой океан соприкасается с атмосферой.
   Естественно, что на рубеже этих стихий между ними происходит интенсивный обмен.
   В обоих направлениях перемещаются газы, влага и тепло. Механическая энергия движущихся масс воздуха передается воде, вызывает волны и морские течения.
   В атмосфере в виде паров находится около 1 3 тысяч кубических километров воды. Этот постоянный фонд влаги все время пополняется за счет испарения с поверхности моря и расходуется, выпадая на поверхность планеты в виде осадков. Общая масса воды, которую океан отдает атмосфере, составляет около 355 тысяч кубических километров в год. Обатно же, из воздуха в море, возвращается только 320 тысяч кубических километров. Остальная вода (35 тысяч кубо-километров), прежде чем вернуться в океан, проходит сложный цикл на суше.
Таким образом, только она есятая часть того огромного количества влаги, которое испаряется с поверхности Мирового океана, орошает леса и поля, а девять десятых циркулируют в замкнутой системе море — атмосфера-Величина испарения прямо пропорциональна количеству поступающего солнечного тепла, поэтому в тропической зоне В атмосферу уходит больше воды, чем возвращается в океан. В умеренных и высоких широтах, начиная примерно с 40-го градуса, осадки превышают испарение.
   Как известно, газы лучше растворяются в холодной, чем в теплой воде. В своем труде «Введение в геохимию океана» академик А. Виноградов сравнивает Мировой океан с грандиозным воздушным насосом, который поглощает газы в холодных областях и отдает часть их в тропиках. В результате вертикальных конвекционных течений растворенные в воде газы пронизывают всю толщу океанской воды, вплоть до дна глубочайших впадин.
По подсчетам того же ученого общий объем газов, растворенных в Мировом океане, примерно в три раза больше всего объема его вод.
   В нижних слоях атмосферы воздух состоит из 78 процентов азота и 21 процента кислорода (кроме того, в нем имеются инертные газы, водород и углекислота, в сумме составляющие 1 процент объема). Растворимость разных газов в воде неодинакова; так, кислород растворяется в ней значительно легче азота, поэтому объемное соотношение кислорода к азоту в океанических водах равно 1:2, а е 1:4, как в воз-Духе.

ЦУНАМИ

В ночь на 5 ноября 1952 годе жители рыбацких поселков, расположенных по берегам северной группы Курильских островов и южной оконечности Камчатки, проснулись от сильных толчков землетрясения. Полураздетые, они выскакивали на холод из грозивших обрушиться домов. Как всегда в таких случаях, бесновались охваченные паникой домашние животные, звенела бьющаяся посуда, по крышам грохотали кирпичи обваливавшихся печных труб. Разрушения были значительные, но не катастрофические: где дала трещину стена жилого дома, где развалилась печь. В одной из бухт на Камчатке сползло с прибрежной скалы в море деревянное здание засолочного цеха. Во многих местах скалистого побережья произошли обвалы, местами образовались оползни.
   Через несколько минут толчки прекратились, и успокоившиеся люди стали возвращаться свои постели. Они прислушивались к ночной тишине, опасаясь новых подземных толчков, но никому не приходило в голову, что неотвратимая беда надвигается совсем не оттуда, откуда ее ждали. А она даже не надвигалась, а неслась со скоростью самолета. Примерно через полчаса после начала землетрясения со стороны океана послышался гул, участникам войны он напоминал канонаду дальней артиллерийской подготовки. Шум нарастал, и через несколько минут в предрассветной мгле выросла гигантская волна. Со страшной силой водяной вал обрушился на низкие берега, неся смерть и разрушение, а затем столь же стремительно откатился, унося с собой обломки. Несколько поселков было смыто в море за считанные минуты.   К счастью, гул приближающейся волны был услышан заранее. Многие жители поселков по сигналам пожарных колоколов снова покинули свои дома и успели спастись от потопления на ближайших сопках. Однако это удалось не всем, стремительно катившийся вал обгонял убегавших людей. Один из уцелевших свидетелей катастрофы инженер Г. Дымченко, находившийся в поселке на юго-восточном побережье Камчатки, так вспоминает события этой ночи: «Примерно в 70 метрах от меня на берегу лежала шлюпка. Я подбежал к ней уже по колено в воде — настолько быстро надвигалась волна, и едва успел прыгнуть в шлюпку, как ее подхватило волной и понесло к горем. Отразившись от сопок, волна отхлынула и смыла с косы, где помещался рыбацкий поселок, все обломки и мою шлюпку».

ВОЛНЫ

Моря без волн не бывает, его поверхность всегда колеблется. Иногда это лишь легкая рябь на воде, иногда ряды гребней с веселыми белыми барашками, иногда грозные валы, несущие тучи брызг. Даже самое спокойное море «дышит». Его поверхность кажется совершенно ровной и блестит как зеркало, но берег лижут тихие, едва заметные волны. Это океанская зыбь, вестник далеких штормов.
   Для научных, а главное, для практических целей о волнах нужно знать все: их высоту и длину, скорость и дальность их передвижения, мощность отдельного вала и энергию волнующегося моря. Нужно знать глубину, на которой еще ощущается волновое движение воды, и высоту заброса волнами брызг.
   Первые измерения волн Средиземного моря сделал в 1725 году итальянский ученый Луиджи Марсильи, На рубеже XVIII и XIX веков регулярные наблюдения за морскими волнами и их измерения проводились во время дальних плаваний по Мировому океану русскими капитанами И. Крузенштерном, О. Коцебу и В. Головиным. Этим мореплавателям и ученым приходилось довольствоваться ограниченными техническими возможностями того времени и самим разрабатывать и применять методику исследований.
   В наши дни волны изучаются с помощью сложных и очень точных приборов, действующих автоматически и выдающих информацию в виде столбцов готовых цифровых данных.

ДЫХАНИЕ ОКЕАНА

   В тихий и теплый летний день 1948 года на Мурманской биологической станции в губе Дельнеэеленцовой Баренцева моря произошел случай, о котором и теперь помнят старейшие сотрудники. В этот день на станцию прибыл новый завхоз, впервые оказавшийся на море. Тем же рейсом поступило различное оборудование, среди которого были четыре ванны. Использовать их предполагалось не по прямому назначению, а в акварельной для содержания подопытных морских животных, поэтому сливные отверстия в них забили пробками (о стеклянных аквариумах тогда и не мечтали).
   Распорядившись сгрузить ванны на прибрежную гальку, завхоз пошел в административное здание.
   Погода в тот день стояла солнечная, с берега дул тихий и ровный южный ветерок. На выхо из губы посреди пролива стояла на якоре лодка, с которой, низко склонившись над бортом и держа конец крепкой суровой нити, намотанной на палец, станционный сторож ловил треску. Случайно взглянув в сторону станции, он увидел, как прямо на него развернутым строем идут четыре белые ванны. Береговой ветерок гнал их к выходу в открытое море. Рыбаку пришлось спешно выбирать пеньковую веревку с большим кам-нем-«якорем» и спасать ванны: на выходе из пролива ходила изрядная зыбь, а глубина там метров семьдесят — утонут ванны, так уж не достанешь. Что же с ними произошло?
   Именно то, что и должно было произойти. Начался прилив, и вода поднялась настолько, что ванны всплыли, их подхватил береговой ветер и погнал в море.
   Вода в океане никогда не стоит на одном уровне, она регулярно то прибывает, заливая берег, то уходит, обнажая морское дно, по которому можно ходить как посуху. С приходом и уходом воды резко меняется весь пейзаж.
   На Белом море эти изменения разительны. В прилив волны плещутся у самой кромки соснового бора, из воды не выступает ни один камень, а причаленные лодки пляшут на волне вдалеке от берега. В отлив же, чтобы добраться до воды и застрявших между камнями завалившихся на бок лодок, нужно пройти несколько десятков метров по скользким, порытым водорослями валунам. В тех местах, где берег пологий, море в отлив уходит очень далеко, иногда за преды вдимого горизонта.
   Это природное явление было замечено очень давно. В V веке до нашей эры о нем уже писал древнегреческий историк Геродот. Долгое время причины, вызывающие приливы, оставались непонятными. В древности их объясняли дыханием живущего в море божества Океана. Высказывались и другие фантастические предположения о природе приливов. Даже такой ученый, как И. Кеплер (1571—1630), установивший законы движения планет в солнечной системе, считал, что Земля (как и все прочие небесные тела) — живое существо, а люди и звери, подобно паразитическим насекомым, находят себе пищу, поселившись на коже этого крупного животного. И. Кеплер рассматривал приливы и отливы как следствие дыхания планеты.

ТЕЧЕНИЯ

Гениальный провидец в науке и замечательный писатель-фантаст Жюль Берн одним из первых отметил в качестве самой характерной особенности океана его вечное движение- Недаром девизом для своего «Наутилуса» он избрал краткое, но выразительное изречение: (\’Подвижный в подвижном». Океан находится в постоянном движении; даже скованные льдами, его воды продолжают перемещаться. Легче всего обнаруживаются поверхностные течения; с ними приходится считаться морякам, их воды несут на себе множество плавающих предметов.
   Издавна потерпевшие кораблекрушение и попавшие на неведомый берег путешественники пытались послать о себе весть, доверив океану запечатанную бутылку с вложенным в нее письмом. Такая почта далеко не всегда приходила вовремя. В 1912 году неалеко от Земли Франца-Иосифа попала в беду американская полярная экспедиция, которую возглавлял Э. Болдуин. Потерпевшие решили послать в бутылке просьбу о помощи. Экспедиции удалось благополучно вернуться на родину, сам Э. Болдуин прожил еще 30 лет и скончался в 1933 году, а брошенная бутылка попала в руки людей только в 1949 году.
   Но рекорд длительности доставки принадлежит письму X. Колумба. Правда, он вложил свое послание не в бутылку, а в скорлупу кокосового ореха, которую тщательно засмолил и поместил сверх того в дубовый бочонок. Адресовалось оно испанскому королю. Великий мореплаватель сообщал о гибели каравеллы «Санта Мария» и об отказе кормчих* на «Нинье» повиноваться его распоряжениям. После этого X. Колумб совершил еще три экспедиции в Америку, а письмо все еще находилось где-то в пути. Его совершенно случайно нашли 358 лет спустя на берегу Гибралтара (бочонок все же прибило к испанским берегам).
   Хотя «бутылочная почта», как явствует из приведенных примеров, крайне ненадежна и доставка посланий по адресу зависит от случая, ей придавалось вполне серьезное, даже государственное значение. В 1560 году бедный лодочник нашел на берегу Англии.

ТЕМПЕРАТУРА ОКЕАНА

«Научное описание океана — не самое интересное чтение на свете. Да, в таком-то месте океан такой, а далее немного иной. Перечислять эти различия можно с разной подробностью… и заполнить описанием сотни страниц».
   Этими словами начинается книга «Океан как динамическая система», недавно изданная тремя молодыми советскими учеными: Владимиром Лебедевым, Тамерланом Айзатуллиным и Кириллом Хайловым.
   В самом деле, детальное описание температуры Мирового океана скорее всего будет похоже на справочник, страницы которого заполнены таблицами с колонками чисел. Но за этими числами, отражающими постепенное понижение температуры морской воды от экватора к полярным областям и от поверхности к глубине, можно усмотреть также и общие закономерности, характеризующие океан в еом.
   Начнем с того, что большая часть океана (от глубины 1000 метров до океанского ложа) заполнена холодной водой в 1—5 градусов. Еще более низкая температура держится в глубоководных желобах, а в приполярных областях — и вблизи поверхности.
   Вторая особенность температурного режима океана — это удивительное постоянство. В открытом море в течение суток температура воды даже у самой поверхности изменяется в пределах всего лишь 0,2— 0,4 градуса. Правда, годовое изменение температур, особенно в умеренных областях, может быть довольно значительным, но это касается только верхних слоев воды, тогда как ниже 300 метров температура остается постоянной в течение круглого года.
   Таким образом, когда речь идет о студеных и теплых морях, нужно помнить, что температурные различия между ними касаются только верхнего, относительно небольшого слоя воды, ниже которого все моря и океаны холодные.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОРСКОЙ ВОДЫ

Как известно, за международную единицу измерения массы принят килограмм. Платиновый килограммовый эталон хранится в Палате мер и весов в Париже, а очень точные дубликаты имеются в аналогичных учреждениях многих стран. С ними сверяют массу гирь и разновесов, употребляемых в научных лабораториях, производстве и торговле. И в повседневной жизни мы давно привыкли пользоваться этой единицей. С нее, можно сказать, начинается жизнь каждого человека: новорожденного, еще до того, как он получил имя и первую порцию молока, непременно взвешивают; любая покупка в продовольственном магазине непременно выражена в килограммах или его долях.
   Но почему именно килограмм (а не фунт, унция или золотник) принят теперь во всем мире за единицу измерения массы? Дело в том, что все другие единицы были произвольыи, а килограмм имеет свой природный эквивалент: такова масса одного кубического дециметра воды при 4 градусах Цельсия. Учитывать температуру совершенно необходимо, так как с ее изменением меняется и плотность воды. Всякая ли вода годится для установления эталона массы? В учебниках об этом обычно ничего не говорится, так как в данном случае под словом «вода» подразумевают вовсе не ту жидкость, которая течет из водопроводного крана, а химически чистое вещество: воду, подвергшуюся специальной обработке или же синтезированную из водорода и кислорода и не содержащую никаких примесей.
   Морская вода, представляющая собой сложный раствор, таким требованиям совершенно не удовлетворяет: ее физические свойства, в том числе и плотность, значительно отличаются от свойств химически чистой
воды. В среднем плотность морской воды равна 1,025 грамма на кубический сантиметр. Стало быть, ее литр на 25 граммов тяжелее пресной. Но плотность воды неодинакова по всему Мировому океану, она
несколько меняется в зависимости от солености и температуры. Чем выше соленость, тем больше и плотность. Зависимость плотности от температуры обратная: чем вода теплее, тем плотность ее меньше.

ОТКУДА В ОКЕАНЕ СОЛЫ

В среднем, как это уже указывалось, концентрация солей в море равна 35 промилле, что соответствует раствору 35 граммов соли в килограмме воды. Однако в разных частях Мирового океана соленость неодинакова. В поверхностном слое Балтийского моря она равна всего 3—4 промилле, а в западной части Балтики, вблизи Ленинграда, соли практически нет, так как в этом месте сказывается распресняющее влияние мощного стока Невы. Дон, выносящий массу пресной воды в маленькое мелководное Азовское море, разбавляет соленую морскую воду до 11 промилле. Черное море, принимающее в себя сток таких многоводных рек, как Дунай и Днепр, имеет соленость поверхностной воды, равную 17—18 промилле.
   Морская вода распресняется также благодаря обильному выпадению осадков, что особенно характерно для умеренных широт. В трпической зоне, где осадков выпадает сравнительно мало, а испарение воды с поверхности океана идет особенно интенсивно, концентрация солей несколько увеличивается. В сравнительно небольшом замкнутом Красном море соленость повышается до 40—41 промилле.
   Если соленость в разных частях Мирового океана колеблется в известных пределах, то соотношение разных солей, растворенных в морской воде, отличается удивительным постоянством. В какой части света ни взять пробу морской воды, состав ее солей будет одинаков.
   Естественно было бы ожидать, что вся соль моря внесена в него реками. На первый взгляд эта гипотеза, господствовавшая в науке многие годы, выглядит вполне убедительно. За долгую историю Земли реки понемногу вымывали соль из гарных пород и несли ее в океан.
   Океанская вода испарялась с поверхности и, выпав в виде дождя и снега, снова собиралась в реки. Постепенно первичный совершенно пресный океан становился   все  более  соленым,   и  его  осолонение   продолжается в настоящее время.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МОРСКОЙ ВОДЫ

С точки зрения химика молекула воды представляет собой соединение одного атома кислорода с двумя атомами водорода. В повседневной жизни мы обычно имеем дело с пресной водой, в которой почти нет посторонних примесей. Та жидкость, которая заполняет океан, строго говоря, представляет собой не воду, а довольно крепкий рассол. В каждом килограмме морской воды содержится в среднем 35 граммов различных солей.
   По последним данным академика А. Виноградова, в водах Мирового океана обнаружены все известные химические элементы. Конечно, в морской воде растворены не сами элементы, а их химические соединения, диссоциированные на анионы и катионы. В литре воды больше всего обыкновенной поваренной соли (27,2 грамма). Отсюда понятно, почему вода в море такая соленая. Хлористый агний (3,8 грамма) и сернокислый магний (1,7 грамма) придают морской воде горький вкус. вольно много в ней содержится сернокислого калия {1,3 грамма) и сернокислого кальция (несколько менее грамма). В своей совокупности эти соли составляют 99,5 процента растворенных в морской воде веществ. Таким образом, на долю всех остальных элементов приходится всего 0,5 процента.
   Несмотря на сравнительно небольшую концентрацию, общее количество солей в водах Мирового океана исчисляется поистине астрономической величиной 4,8 * 10 в 16 степени тонн, поэтому извлечение их для бытовых и промышленных нужд не влияет на состав морской воды, и можно сказать, что в этом отношении океан неисчерпаем.
   Издавна человек путем выпаривания получал из морской воды пищевую соль. Особенно развиты морские соляные промыслы в тропических странах, где соль получают, отгораживая дамбами мелководные участки вблизи берега. Так как концентрация поваренной соли выше, чем остальных солей, она первая выпадает в осадок при выпаривании. Осевшие на дне кристаллы извлекают из так называемого маточного раствора и промывают пресной водой для удаления остатков солей магния, придающих продукту горький вкус.